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1、 光合作用 俗话说 万物生长靠太阳 为什么这么说呢 我们来看一组数据 地球表面上的绿色植物每年大约制造4400亿吨有机物 地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7 11 1018kJ 这个数字大约相当于240000个三门峡水电站所发出的电力 绿色植物储存在有机物中的能量来自哪呢 太阳能 太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的 结论 植物的物质积累不是来自于土壤 而是完全来源于水 74 7kg 0 057kg 17世纪比利时海尔蒙特柳苗栽培实验 1771年 英 普里斯特利的实验 1864年 德 萨克斯的实验 1880年 美 恩吉尔曼的实验 20世纪30年代 美 鲁宾和卡门的实验 光合作用的发现
2、 1779年 荷 英根豪斯的实验 普利斯特利实验 普利斯特利实验 结论 植物可以更新空气 结论1 只有在光下植物才能更新空气 结论2 植物体的绿叶在光下才能更新空气 普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功 英根豪斯实验 绿色叶片 黑暗处理 遮光曝光 碘蒸汽 不变蓝变蓝 结论 绿色叶片在光合作用下产生了淀粉 萨克斯实验 恩吉尔曼实验 实验组 对照组 将水绵和好氧细菌放在无空气的黑暗环境中 极细光束照射水绵 好氧细菌集中在被照叶绿体部位 将水绵和好氧细菌暴露在光照下 好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位 结论 氧是叶绿体所释放的 叶绿体是绿色植物光合作用的场所 恩吉尔曼的第二个实验 鲁宾和卡门实验
3、同位素标记法 放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律 用放射性同位素标记的化合物 化学性质不会改变 科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物 可以弄清化学反应的详细过程 这种方法叫做同位素标记法 实验组 对照组 向绿色植物提供H2O C18O2 释放的氧是O2 结论 光合作用释放的氧全部来自水 向绿色植物提供H218O CO2 释放的氧是18O2 鲁宾和卡门实验 光合作用的场所 叶绿体 色素 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素b 叶黄素 胡萝卜素 吸收可见的太阳光 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 光合作用过程 总方程式 梅尔文 卡尔文 1961年诺贝尔化学奖获得者 通
4、过化学分析 阐明光合作用中碳化合物的合成过程 即发现卡尔文循环 光能转换成ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能变成有机物中稳定的化学能 光反应为暗反应提供 H 和ATP 暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料 水的光解H2O2 H 1 2O2合成ATPADP PiATP CO2的固定CO2 C52C3三碳的还原2C3五碳糖有机物 光 酶光能 酶 酶ATP H 光反应和碳反应的比较 环境因素影响光合速率 光合速率 或称光合强度 是指一定量的植物 如一定的叶面积 在单位时间内进行多少光合作用 如释放多少氧气 消耗多少二氧化碳 影响因素 光强度 温度 空气中的二氧化碳浓度 1 光照
5、强度 在其他条件都适宜的情况下 在一定范围内 光合速率随光照强度提高而加快 当光照强度高到一定数值后 光照强度再提高而光合速率不再加快 这种现象叫光饱和现象 开始达到光饱和现象的光照强度为光饱和点 随着光照强度减弱 光合速率减慢 当减弱到一定的光照强度时 光和吸收的二氧化碳与呼吸释放二氧化碳的量几乎相等 此时的光照强度为光补偿点 阴生植物的光饱和点与光补偿点一般都低于阳生植物 A B 光照强度 0 阳生植物 阴生植物 B 光补偿点 C 光饱和点 应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物 C 光补偿点 光饱和点 阳生植物阴生植物 C B 注意 1 光合作用与呼吸作用的关系 表观光合速率 不算呼吸作
6、用放出的二氧化碳量 只算从外界吸收的二氧化碳量 即是在光下测定的二氧化碳的吸收量 真正光合速率 是指植物在光下实际把二氧化碳转化成有机物的量 即在单位时间 叶面积从外界吸收和自身呼吸释放二氧化碳的量 如何计算一天的光合积累量 2 二氧化碳浓度 二氧化碳含量很低时 绿色植物不能制造有机物 随着二氧化碳含量的提高 光合作用增强 当二氧化碳含量提高到一定程度时 光合作用的强度不再随二氧化碳含量的提高而增强 3 温度的高低 光合作用有一个最适温度 一般温带植物的最适温度常在25 左右 光合作用与呼吸作用的区别 光合作用和呼吸作用中的化学计算 光合作用反应式 6CO2 12H2O C6H12O6 6O2
7、 6H2O 呼吸作用反应式 有氧 C6H12O6 6O2 6H2O 6CO2 12H2O无氧 C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 实测CO2吸收量 光合作用CO2吸收量 呼吸作用CO2释放量实测O2释放量 光合作用O2释放量 呼吸作用O2消耗量 1 在光合作用过程中 不属于暗反应的是A CO2与五碳化合物结合B 三碳化合物接受ATP释放的能量C H2O的氢传递给NADP D NADPH的氢传递给三碳化合物2 离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时 如果突然中断CO2气体的供应 短暂时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是A C3化合物增多 C5化合物减少B C3化合物增多 C
8、5化合物增多C C3化合物减少 C5化合物增多D C3化合物减少 C5化合物减少3 对某植株作如下处理 甲 持续光照10min 乙 光照5s再黑暗处理5s 连续交替进行20min 若其他条件不变 则在甲 乙两种情况下植株所制造的有机物总量是A 甲多于乙B 甲少于乙C 甲和乙相等D 无法确定 课后习题 4 将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器内 在一定条件下不给光照 CO2的含量每小时增加8mg 给予充足光照后 容器内CO2的含量每小时减少36mg 若上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg 请回答 1 比较在上述条件下 光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度差是mg 2 在光照时 该植物每小时葡萄糖净生产量是mg 3 若一昼夜中先光照4小时 接着放置在黑暗情况下20小时 该植物体内有机物含量变化是 填增加或减少 4 若要使这株植物有更多的有机物积累 你认为可采取的措施是 0 24 5 减少 延长光照时间 降低夜间温度 增加CO2浓度
